機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書院系：機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：機(jī)械XXXg學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師： 目錄一、設(shè)計(jì)題目壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、工作原理壓床機(jī)械是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來沖壓機(jī)械零件的。圖 1為其 參考示意圖，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組成，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置（齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)六桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊克服阻力F沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，為工作行程，沖頭在 0.75H內(nèi)無阻力；當(dāng)在工作行程后 0.25H行程時(shí)，沖頭受到的阻力為F;當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空回行程，無阻力。在曲 柄軸的另一端，裝有供潤(rùn)滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。三、設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸垂直，使用

2、壽命10年，每日一班制工作，載荷有中等沖擊，允 許曲柄轉(zhuǎn)速偏差為土 5%。要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值a之內(nèi)，從動(dòng)件運(yùn) 動(dòng)規(guī)律見設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)效率按 0.95計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。四、原始數(shù)據(jù)見下表導(dǎo)桿轉(zhuǎn)速 n2 (r/min)95機(jī)構(gòu)距離xi (mm)50運(yùn)動(dòng)距離X2 (mm)140分析距離y (mm)160沖頭行程H (mm)150上極限角i ()120下極限角2( °)60導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析工作阻力Fmax(N)4300連桿3質(zhì)量m 3 (kg)60連桿3質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS3 (kg m2)0.21滑塊6質(zhì)量m 6 (kg)34搖桿4質(zhì)量m 3 (kg)4

3、0搖桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS4 (kg m2)0.2凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從動(dòng)件最大升程H20從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦許用壓力角叼30°推程運(yùn)動(dòng)角&60°遠(yuǎn)休止角6s10°回程運(yùn)動(dòng)角 &60°五、內(nèi)容及工作量1、根據(jù)壓床機(jī)械的工作原理，擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)(連桿機(jī)構(gòu))，并進(jìn)行機(jī)構(gòu) 分析。2、根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，1cb=0.51bo4, 1cd=(0.250.35)lco+ 要求用圖解法設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說明書中。3、連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。分析出滑塊 6的位移、速度、加速度及搖桿4 的角速度和角加速度。4、連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。求出最大平衡

4、力矩和功率。5、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓 半徑r。、偏距e和滾子半徑r1），并將運(yùn)算結(jié)果寫在說明書中。畫出凸輪機(jī)構(gòu) 的實(shí)際廓線。6、編寫設(shè)計(jì)說明書一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過程等。六、設(shè)計(jì)計(jì)算過程1 .壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)）的設(shè)計(jì)根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，利用autocad繪制出當(dāng)搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖3）圖3搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由圖3可知，因?yàn)镈Di =150（即壓頭的行程H），而三角形CC1O4為等邊三角形，可推出四邊形CCiDiD為平行四邊形，則CO4 = GO4=CG = DDi=150則CD = 0.35CO4

5、= 52.5 ,由 CB=0.5BQ,則 BO4 = 10050o -tan/OzO,E =0.3125，則/O2O4E = 17.4 , /B1O4O2 = 426 , 160在三角形OQE中,O2c4 =(4C2 +166) = 165,由 CS NBO4O2 =222(B104 c2。4 - BQ )2BO4 O2O4 O2B-O2B1-得出 BQ? =113.7,同理可得 B02 =210.8,所以 0zA=2= 48.55,AB = 02A + 02B =1623,所以得到四條桿長(zhǎng) 02A =48.55, AB =162.3, B04 =100 0204 =t（402+16C2） =

6、 165 利用上述求得的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度， 利用一款四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析軟件（圖 4）,輸入四桿的桿長(zhǎng)后可以得到：行程速比系數(shù)K=（180°+6）/（180 °-曰）得，K=1.105,搖桿的擺角a =60 0。圖4四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析圖5搖桿的角位移曲線圖6搖桿的角速度曲線圖7搖桿的角加速度曲線卜面分析當(dāng)搖桿分別擺到兩極限位置時(shí)，滑塊的速度及加速度。原始數(shù)據(jù)要求，桿件2的轉(zhuǎn)速n=80r/min ,則其角速度w1為:80* 2* u，w1 = rad/s=8.38 rad/s60點(diǎn) A的線速度 VA = w1 l OA =0.41 m/s用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作出以下兩個(gè)位

7、置的速度多邊形和加速度多邊形(1)上極限位置 1)此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖8所示。圖8搖桿擺到上極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2)速度分析Va = Vb +Vab因?yàn)閂b=0,所以 VA = V AB =0.41m/s方向垂直02 A3)加速度分析aBB = a A + a BA + a BA方向大小aA =w12 l OA =8.38 2*48.55mm/s2 =3.41m/s 2a ba = V2 ba/I ab =1.04 m/s 2測(cè)得<a=50<b=400所以 aB *cosb= a A + anBA又因?yàn)?a所以 a測(cè)出 <2=60°,2B =5.81 m/s所以

8、 a B =5.81 m/s 2b /a c=BQ/CO4=0.67C =8.67 m/s 2 c<1=71 0-60 0=110對(duì)y軸投影得:0=-a C sin<1 + ad c sin<2對(duì)x軸投影得:aD = a C cos<1 +t dc cos<2解得at d c=1.91 m/s 2 a2D =9.47 m/s(2)下極限位置1）此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖9所示圖9搖桿擺到下極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2）速度分析Va'= V B ' +Vb'A'因?yàn)?VB , =0,所以 V A ' = V B 'A'

9、 =0.41m/s 方向垂直 02A'B,A, + a t B'A'3）加速度分析a B' = a n B ' + a t B ' = a A' + a n方向大小aA=w12 l oA=8.38 2*48.55mm/s2=3.41m/S2anBA = v2ba/i ab=1.04 m/s2測(cè)得 <1=120 <2=12 0所以，向y軸投影，有：-at b*cos<1= a得：at B =-2.42.m/s 2所以 a B =-2.42 m/s 2又因?yàn)閍 b , /a c'=BO4/C04=0.67所以 a C

10、' =-3.62 m/sD 'C 'an D 'C方向 大小對(duì)x軸投影：a D cos30= a CC'C對(duì)y軸投影：-aD sin30=0解得 a D ' =0 m/s 2atD 'C,=3.62 m/s 22 .設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪基本尺寸（1）余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程時(shí)的速度方程為 V=兀hwsin（九6/6。）/ （26。）回程時(shí)的速度方程為V=- 兀 hwsin（九每/6'。）/（2每。）（2）確定基圓半徑由BE=OP=V/V得到許多Bi Ei的值，它們等于與新建中心軸的距離，再用光滑的曲線連接各斷點(diǎn)，基圓半徑為

11、凸輪最低點(diǎn)與兩邊極限直線夾角的交點(diǎn)的連線長(zhǎng)度具體過程：凸輪推程時(shí)，BE=OP=V/W=V=hsin（兀每/譏）/ （26。），則當(dāng) 6=0、70 時(shí)，BE=0當(dāng)b=7 時(shí)，BE=7.9當(dāng) S=14 時(shí)，BE=15.1當(dāng) 5=21 時(shí)，BE=20.8當(dāng) 6 =28 時(shí)，BE=24.5當(dāng) 6 =35 時(shí)，BE=25.7當(dāng) 6 =42 時(shí)，BE= 24.5當(dāng) 6 =49 時(shí)，BE=20.8同理，凸輪回程時(shí)，BE=OP=V/W =-hsin（九每/6'。）/（2每'0）當(dāng) 6=0、60。時(shí)，BE=0當(dāng) 6 =6 時(shí)，BE=9.3當(dāng) 5 =12 時(shí)，BE=17.6當(dāng) 6 =18 時(shí)，BE

12、=20.9當(dāng) = =24 時(shí)，BE=28.5當(dāng) = =30 時(shí)，BE=30當(dāng) 6 =36 時(shí)，BE=28.5當(dāng) 6 =42 時(shí)，BE=20.9最后繪制出圖形，測(cè)得基圓半徑為ro=39.54mm由確定基圓半徑的公式r。一，（ds/d、- e）/tan二- s2 e2代入一個(gè)特殊值，得出兩個(gè)式子：r2 o - J33_e）_h2+e2, o2及 r 2 o _ - 3（-e） -h2 e2由兩式相減得e=7.7 mm利用幾何法繪制凸輪輪廓曲線步驟：1）根據(jù)基圓半徑和偏心距畫出部分。2）將基圓的一部分70°角五等分，作為推程的部分，再以 10°和60°分別畫遠(yuǎn)休和 回程

13、的部分。3）再過各等分線與基圓的交點(diǎn)做該偏置圓的切線。4）利用反轉(zhuǎn)法原理畫該凸輪的輪廓曲線。5）畫滾子半徑圓（圓心繞著凸輪的工作輪廓線）。R1=0.2 r o =7.9mm六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)對(duì)于機(jī)械原理, 我對(duì)其一直表示很害怕 , 因?yàn)槲衣爩W(xué)長(zhǎng)學(xué)姐說機(jī)械原理這門課很難學(xué)，很多人都掛在這上面了。因此，我在平時(shí)花費(fèi)在機(jī)械原理的時(shí)間也比其他課多很多，期末考試成績(jī)也不錯(cuò)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)這是我入大學(xué)的一次做課程設(shè)計(jì)。開始我不知道什么是課程設(shè)計(jì)，因此有些茫然和不知所措，但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)很深， 也學(xué)到了很多新東西。 “紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行

14、” ，不經(jīng)過實(shí)踐，我們又怎么能將書里的知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系在一起。在這次課程設(shè)計(jì)中，充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和運(yùn)動(dòng)分析，選用合理的分析方案，從而設(shè)計(jì)出比較合理的機(jī)構(gòu)來。這次課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去，設(shè)計(jì)一些對(duì)社會(huì)有用的機(jī)構(gòu)，也讓我們深刻體會(huì)到團(tuán)體合作的重要性，因?yàn)樵谝院蟮膶W(xué)習(xí)和工作中，但靠我們自己個(gè)人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。通過這次試驗(yàn)我才親身體會(huì)到自己學(xué)的知識(shí)與實(shí)際動(dòng)手之間還有一定的差距。首先在畫圖方面，如何布局才能使圖讓人清晰易懂，不顯得空曠和不浪費(fèi)紙張。其實(shí)要事先想好在哪一部分畫什么，并確定相應(yīng)的比例尺。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力的分析的時(shí)候，首先要確定各桿的運(yùn)動(dòng)方向，再確定其受力方向。在畫圖的時(shí)候要力求精確，只有這樣才能使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差不大。在畫圖的過程中，間接的幫我們復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)，比如機(jī)械制圖，理論力學(xué)等。同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)也為我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一個(gè)基礎(chǔ)，我相信，經(jīng)過 這次設(shè)計(jì)，我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候不再會(huì)象現(xiàn)